KR100971903B1 - 동력 분할식 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동력 분할식 구동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 독립적으로 회전하는 회전링과 회전자가 2개의 구동축을 분할하여 각각 회전시킴으로써 토크를 높일 수 있음은 물론, 차륜 사이에 설치되어 직접 차륜을 회전시킴으로써 별도의 차동장치나 동력전달수단이 필요 없고, 관성 주행의 경우에는 배터리 충전 효율을 높일 수 있는 동력 분할식 구동장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 동력 분할식 구동장치는, 원통 형상으로 이루어진 모터 하우징과, 원통 형상으로 이루어져 있으며 상기 모터 하우징 내부에서 제1방향으로 회전하도록 설치된 회전링, 및 상기 회전링의 내부에서 회전링의 회전 방향과 반대 방향인 제2방향으로 회전하도록 설치된 정류자와 상기 정류자의 일단에 결합된 동력전달축을 구비한 회전자를 포함하고, 상기 회전링과 회전자는 전자력에 의해 각각 독립적으로 회전하며, 서로 상반된 극성의 작용으로 서로 반대 방향으로 회전하는 모터부와; 상기 회전링의 일단에 결합되어 회전링과 동일한 제1방향으로 함께 회전되는 제1구동축과; 상기 제1구동축의 반대측에 구비되고, 상기 회전자의 동력전달축에 연결되어, 상기 동력전달축으로부터 동력을 전달받아 회전되는 제2구동축; 및 상기 동력전달축과 제2구동축 사이에 설치되어, 상기 동력전달축으로부터 제공된 제2방향의 회전 동력을 제1방향으로 바꾸어 상기 제2구동축으로 전달하는 기어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

동력 분할식 구동장치{Power dividing type driving apparatus}

본 발명은 동력 분할식 구동장치에 관한 것으로, 특히 독립적으로 회전하는 회전링과 회전자가 2개의 구동축을 분할하여 각각 회전시킴으로써 토크(torque)를 높일 수 있음은 물론, 차륜 사이에 설치되어 직접 차륜을 회전시킴으로써 별도의 차동장치나 동력전달수단이 필요 없고, 관성에 의해 주행하는 경우에는 배터리의 충전 효율을 높일 수 있는 동력 분할식 구동장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 전기 자동차나 혹은 하이브리드(hybrid) 자동차는 주행성능, 항속 거리 등과 같은 동력 성능을 보완할 목적으로 동력 수단으로서 전동기를 탑재하고 있으며, 최근에는 중장비를 포함한 그 외 다양한 동력기계장치에도 전동기를 채택하고 있다.

한편, 이상과 같은 전동기로는 DC 전동기 및 권선형 전동기가 주로 사용되고 있으며, 이러한 전동기들은 내부에 고정자인 브러시와 회전자인 정류자를 구비하고 있어서, 정류자가 회전하면서 동력을 발생시키고, 그 발생된 동력은 기어 등을 통해 차륜(wheel)을 회전시키는데 사용하고 있다.

예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 모터(10)로부터 발생된 동력이 요크(yoke), 회동 샤프트 및 유니버셜조인트 등으로 이루어진 동력전달수단(20)을 통해 기어박스(30)까지 전달되면, 그 내부에 차동기어를 비롯한 각종 기어들이 설치된 상기 기어박스(30)를 통해 양측 차륜(W)까지 동력을 전달하여 차륜(W)을 회전시켰다.

그러나, 이상과 같은 종래의 모터(10)에 의하면 전원을 공급받은 모터(10)가 회전되면서 발생된 동력을 그 길이가 긴 동력전달수단(20)을 통해 차륜(W)까지 전달하는 방식을 사용하였기 때문에 모터(10)에서 공급된 토크(torque)의 손실이 크다는 문제점이 있었다.

또한, 차륜(W)은 구동축(40)에 의해 회전되는데, 이때 상기 구동축(40)은 동력전달수단(20)으로부터 전달된 동력의 회전 방향을 바꾸거나, 양측의 구동축(40)을 차동 변환시키는 기어박스(30)를 통해 연결되어 있어야 하므로, 상기 동력전달수단(20) 및 기어박스(30) 등을 반드시 구비하고 있어야 한다는 문제점이 있었다.

즉, 동력전달수단(20) 및 기어박스(30)를 별도로 구비해야 하므로, 차량의 제작비용이 증가됨은 물론 차량 내 공간을 많이 차지하여 연료 전지나 배터리 등을 탑재할 공간이 부족하고, 특히 차량 자체의 하중이 커져 연료 효율이 낮아진다는 문제점이 있었다.

또한, 관성에 의해 주행하는 경우에는 모터(10)가 발전기로 작용하면서 발생된 회생 전력을 배터리에 충전시키는데 사용되는데, 이때 상기 브러시와 정류자가 기계적으로 접촉되어 있어서, 상당한 양의 에너지가 마찰열로 낭비된다는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 독립적으로 회전하는 회전링과 회전자가 2개의 구동축을 분할하여 각각 회전시킴으로써 토크를 높일 수 있는 동력 분할식 구동장치를 제공하고자 한다.

또한, 차륜 사이에 설치되어 직접 차륜을 회전시킴으로써 별도의 차동장치나 동력전달수단이 필요 없는 동력 분할식 구동장치를 제공하고자 한다.

또한, 관성에 의해 주행하는 경우에는 배터리 충전 효율을 높일 수 있는 동력 분할식 구동장치를 제공하고자 한다.

이를 위해, 본 발명에 따른 동력 분할식 구동장치는, 원통 형상으로 이루어진 모터 하우징과, 원통 형상으로 이루어져 있으며 상기 모터 하우징 내부에서 제1방향으로 회전하도록 설치된 회전링, 및 상기 회전링의 내부에서 회전링의 회전 방향과 반대 방향인 제2방향으로 회전하도록 설치된 정류자와 상기 정류자의 일단에 결합된 동력전달축을 구비한 회전자를 포함하고, 상기 회전링과 회전자는 전자력에 의해 각각 독립적으로 회전하며, 서로 상반된 극성의 작용으로 서로 반대 방향으로 회전하는 모터부와; 상기 회전링의 일단에 결합되어 회전링과 동일한 제1방향으로 함께 회전되는 제1구동축과; 상기 제1구동축의 반대측에 구비되고, 상기 회전자의 동력전달축에 연결되어, 상기 동력전달축으로부터 동력을 전달받아 회전되는 제2구동축; 및 상기 동력전달축과 제2구동축 사이에 설치되어, 상기 동력전달축으로부터 제공된 제2방향의 회전 동력을 제1방향으로 바꾸어 상기 제2구동축으로 전달하는 기어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제1구동축이 결합되는 상기 회전링의 일단에는 제1회전링 커버가 결합되고, 그 반대방향인 상기 회전링의 타단에는 제2회전링 커버가 결합되되, 상기 제1구동축은 상기 제1회전링 커버의 외측면 중심부에 고정 결합되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 기어부는, 상기 동력전달축에 맞물려 상기 제2방향으로 회전되는 주동 평기어(spur gear)와, 상기 주동 평기어에 맞물려 상기 제1방향으로 회전되는 종동 평기어 및 상기 주동 평기어와 종동 평기어를 보호하는 기어박스를 포함하되, 상기 제2구동축은 상기 종동 평기어에 맞물려 상기 제1방향으로 회전되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 전자력에 의해 상기 회전링과 회전자가 서로 반대 방향으로 회전될 수 있도록, 상기 모터 하우징의 내주면에는 전원이 공급되는 권선 또는 영구자석이 구비되어 있고, 상기 정류자의 외주면에는 전원이 공급되는 권선 또는 영구자석이 구비되어 있으며, 상기 회전링의 외주면에는 상기 모터 하우징에 구비된 권선 또는 영구자석과 함께 전자력선을 발생시키는 권선 또는 영구자석이 구비됨과 동시에, 상기 회전링의 내주면에는 상기 정류자에 구비된 권선 또는 영구자석과 함께 전자력선을 발생시키는 권선 또는 영구자석이 구비되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 모터부에 전원을 공급하는 전원공급부는, 재충전이 가능한 배터리와, 상기 배터리로부터 공급된 전원을 변환하여 상기 모터부에 인가하는 인버터와, 상기 인버터와 모터부 사이에 설치되어 상기 전원 공급을 단속하는 스위치 및 전원 공급의 전반적인 제어를 담당하는 제어부(MCU: Micro Control Unit)를 포함하는 것이 바람직하다.

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또한, 상기 제1구동축 및 제2구동축은 차량의 차륜에 연결된 차륜 구동용 구동축이며, 상기 차량이 관성에 의해 주행하는 경우에는 상기 모터부가 발전기로 동작하여 상기 배터리가 충전되되, 상기 차량으로부터 가속장치(accelerator)가 조작되지 않고 있다는 신호가 상기 제어부로 입력되면 상기 제어부는 상기 발전기로 동작하는 모터가 무부하 상태가 되도록 상기 스위치를 오프(OFF)시키고, 상기 차량으로부터 제동장치(brake)가 조작되고 있다는 신호가 상기 제어부로 입력되면 상기 제어부는 상기 스위치를 온(ON)시켜 상기 배터리가 충전되도록 구성된 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명에 따른 동력 분할식 구동장치에 의하면, 독립적으로 회전하는 회전링과 회전자가 2개의 구동축을 분할하여 각각 회전시키고, 그 구동력을 직접 차륜에 전달할 수 있어서 상기 차륜에 제공되는 토크를 높일 수 있게 한다.

또한, 차륜 사이에 설치되어 직접 차륜을 회전시킴으로써 별도의 차동장치나 동력전달수단이 필요 없게 되므로, 차량의 하중을 줄여 연비는 높이고, 차량 내 공간활용도를 높일 수 있게 한다.

또한, 관성에 의해 주행하는 경우에는 발전기로 동작하는 모터부가 비 접촉식으로 회전하므로 배터리 충전 효율을 높일 수 있게 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 차륜 구동장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 동력 분할식 구동장치를 나타낸 설치 상태도이다.
도 3은 본 발명에 따른 동력 분할식 구동장치를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 동력 분할식 구동장치의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 동력 분할식 구동장치의 전원공급부를 나타낸 블록도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동력 분할식 구동장치에 대해 상세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 동력 분할식 구동장치를 나타낸 설치 상태도이고, 도 3은 본 발명에 따른 동력 분할식 구동장치를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 동력 분할식 구동장치의 분해 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 동력 분할식 구동장치의 전원공급부를 나타낸 블록도이다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 동력 분할식 구동장치(100)는 각각 독립적으로 구동되는 구성(이하에서 상세히 설명)에 의해 서로 분할된 2방향의 회전력을 제공하는 모터부(110)와, 상기 모터부(110)의 일단에 연결 설치된 제1구동축(120)과, 상기 모터부(110)의 타단에 연결 설치된 제2구동축(150)과, 상기 모터부(110)와 제2구동축(150) 사이에 삽입 설치된 기어부(130)를 포함한다.

따라서, 모터부(110)의 양측에 제1구동축(120)과 제2구동축(150)을 각각 구비한 본 발명의 동력 분할식 구동장치(100)가 차륜(W)과 차륜(W) 사이에 설치되어 각 차륜(W)들을 직접 구동시킴으로써 별도의 동력전달장치(도 1의 20 참조) 및 기어박스(도 1의 30 참조) 없이 큰 토크(torque)를 가지고 차륜(W)을 구동시킬 수 있음은 물론 차량의 하중을 줄여 연비는 높이고, 차량 내 공간활용도를 높인다.

또한, 모터부(110)의 회전속도 제어를 통해 차속을 용이하게 제어할 수 있고, 아울러 모터부(110)의 회전속도를 줄인 경우에는 토크가 자동으로 커지므로 별도의 변속기 등을 불필요하게 한다.

단, 상기 차륜(W)은 전기자동차나, 하이브리드 자동차나, 중장비 혹은 그 외 다양한 기계설비 및 장비의 차륜(W)을 의미한다.

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좀더 구체적으로 설명하면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 모터부(110)는 모터 하우징(111)과, 상기 모터 하우징(111) 내부에서 회전하는 회전링(112)과, 상기 회전링(112) 내부에서 회전하는 회전자(113)와, 상기 개방된 회전링(112)의 양단부를 막는 한 쌍의 회전링 커버(112a, 112b) 및 상기 모터 하우징(111)의 개방된 양단부를 막는 한 쌍의 하우징 커버(111a, 111b)를 포함한다.

이때, 모터 하우징(111)은 양단이 개방된 원통 형상으로 이루어져 있고, 회전링(112)은 상기 모터 하우징(111)의 내부에 삽입될 수 있도록 모터 하우징(111) 보다는 크기가 작고 양단이 개방된 원통 형상으로 이루어져 있으며, 상기 모터 하우징(111) 내부에서 회전하도록 설치된다.

또한, 회전자(113)는 상기 회전링(112)의 내부에 삽입된 상태에서 회전될 수 있도록 상기 회전링(112) 보다 크기가 작은 정류자(113a)(commutator) 및 상기 정류자(113a)의 일단에 결합된 동력전달축(113b)을 구비하며, 상기 동력전달축(113b) 단부에는 회전축 기어가 돌출 형성되어 있다.

또한, 회전링 커버(112a, 112b)는 제1회전링 커버(112a) 및 제2회전링 커버(112b)를 포함하되, 제1회전링 커버(112a)와 제2회전링 커버(112b)는 각각 회전링(112)의 개방된 양단부를 막도록 판 형상으로 이루어져 있다.

제1회전링 커버(112a)의 외측면 중심부에는 제1구동축(120)이 고정 결합되어 있고, 제2회전링 커버(112b)의 중심부에는 상기 동력전달축(113b)이 삽입 관통되는 회전링 관통공(112b')이 형성되어 있다.

또한, 하우징 커버(111a, 111b) 역시 제1하우징 커버(111a) 및 제2하우징 커버(111b)를 포함하되, 제1하우징 커버(111a)와 제2하우징 커버(111b)는 각각 모터 하우징(111)의 개방된 양단부를 막도록 판 형상으로 이루어져 있다.

제1하우징 커버(111a)의 중심부에는 상기 제1구동축(120)이 삽입 관통되는 제1하우징 관통공(111a')이 형성되어 있고, 제2하우징 커버(111b)의 중심부에는 상기 동력전달축(113b)이 삽입 관통되는 제2하우징 관통공(111b')이 형성되어 있다.

따라서, 회전자(113)는 회전링(112)의 일측에 결합된 제2회전링 커버(112b)에 의해 지지되어 해당 회전링(112) 내부에서 회전 가능하게 되고, 그에 따라 회전자(113)에 구비된 동력전달축(113b) 역시 회전되며, 제1구동축(120)은 제1회전링 커버(112a)의 외측면에 고정 결합되어 있어서 회전링(112)과 함께 회전된다.

즉, 회전자(113)와 회전링(112)은 각각 독립하여 회전될 수 있도록 조립되는데, 특히 아래에서 좀더 상세히 설명하는 바와 같은 이유로, 회전링(112)의 외주면과 모터 하우징(111)의 내주면 사이에 발생하는 전자력이 제1방향이 되도록 함으로써 회전링(112)은 제1방향(예: 시계 방향)으로 회전되고, 회전링(112)의 내주면과 회전자(113)의 외주면(즉, 정류자의 외주면) 사이에 발생하는 전자력이 제1방향과 반대인 제2방향이 되도록 함으로써 회전자(113)는 제2방향(예: 시계 방향)으로 회전된다.

물론, 그와 반대로 회전링(112)은 시계 방향으로 회전되도록 하고, 회전자(113)는 반시계 방향으로 회전되도록 할 수도 있다.

한편, 이상과 같이 전자력이 발생되도록 하되, 상기 제1방향의 전자력과 제2방향의 전자력이 서로 반대 방향이 되게 하기 위해서는, 모터 하우징(111)의 내주면에는 전원이 공급되는 권선 또는 영구자석(미도시)이 구비되고, 상기 정류자(113a)의 외주면에는 그와 상반되게 전원이 공급되는 권선 또는 영구자석(미도시)이 구비되어야 할 것이다.

그리고, 회전링(112)의 외주면에는 상기 모터 하우징(111)에 구비된 권선 또는 영구자석과 함께 전자력선을 발생시키는 권선 또는 영구자석(미도시)이 구비됨과 동시에, 그와 상반되게 회전링(112)의 내주면에는 상기 정류자(113a)에 구비된 권선 또는 영구자석과 함께 전자력선을 발생시키는 권선 또는 영구자석(미도시)이 구비되어 있어야 할 것이다.

단, 이상과 같이 모터 하우징(111)과, 회전링(112) 및 정류자(113a)에 각각 권선이나 영구자석을 구비하되, 서로 반대 방향으로 작용하는 제1방향의 전자력과 제2방향의 전자력을 각각 발생시키기 위한 상기 권선이나 영구자석의 배치 및 선택은 당업자 수준에서 자명한 것이므로 그에 대한 상세한 설명을 생략하도록 한다.

즉, 일 예로 회전링(112)에 전원을 인가하는 경우에는 회전링(112)의 내주면과 외주면을 모두 감싸도록 권선을 설치(혹은, 내주면과 외주면에 각각 권선을 설치)하고, 모터 하우징(111)의 내주면과 정류자(113a)의 외주면에는 각각 영구자석을 설치하되, 모터 하우징(111)에 구비된 영구자석과 정류자(113a)에 구비된 영구자석의 극성이 서로 반대가 되도록 하면, 회전링(112)과 회전자(113)가 서로 반대방향으로 회전되는 등 다양한 방법이 사용 가능할 것이므로, 그 이외의 경우에 대한 설명은 생략한다.

제1구동축(120)은 일측에 배치된 차륜(W)을 구동시키는 것으로, 당해 제1구동축(120)은 제1회전링 커버(112a)의 외측면 중심부에 결합되어 있어서, 제1회전링 커버(112a)가 회전링(112)의 일측면에 결합되는 경우, 회전링(112)과 제1회전링 커버(112a) 및 제1구동축(120)이 함께 회전된다. 즉, 제1구동축(120)은 회전링(112)에 의해 제1방향으로 회전된다.

아울러, 제1구동축(120)은 제1하우징 커버(111a)의 중심부에 구비된 제1하우징 관통공(111a')을 통과하여 모터 하우징(111)의 외측으로 돌출되고, 이와 같이 돌출된 제1구동축(120)은 도 2에서 살펴본 바와 같이 요크(y: yoke) 및 유니버셜조인트(u: universal joint) 등을 통해 차륜(W)에 연결된다.

기어부(130)는, 제2구동축(150)의 회전방향이 제1구동축(120)의 회전방향과 같아지도록 함으로써, 본 발명의 제1구동축(120) 및 제2구동축(150)을 이용하여 좌우 배치된 한 쌍의 차륜(W)을 모두 동일한 방향으로 구동시킬 수 있도록 하는 것으로, 서로 맞물려 회전하는 한 쌍의 주동 평기어(131)(spur gear) 및 종동 평기어(132)와, 상기 평기어(131, 132)들을 내부에 배치시키도록 공간부를 구비한 기어박스(133) 및 상기 기어박스(133)의 외측에 결합되는 기어커버(134)를 포함한다.

이때, 주동 평기어(131)는 회전자(113)의 일측에 구비된 동력전달축(113b)과 동일 선상(즉, 중심부)에 배치되고, 종동 평기어(132)는 상기 주동 평기어(131)에 나란히 맞물리도록 배치됨으로써 결국은 상기 중심부로부터 일측으로 편심된 위치에 배치된다.

또한, 모터 하우징(111) 측을 바라보는 기어박스(133)의 일측 연단부에는 플랜지(flange)가 구비되어 있어서 상기 플랜지를 통해 모터 하우징(111)의 제2하우징 커버(111b)에 조립되고, 기어박스(133)의 반대측 개방구는 기어커버(134)가 조립되어, 기어박스(133)와 기어커버(134)에 의해 둘러싸인 내측 공간에 평기어(131, 132)들이 배치 및 보호된다.

이상과 같은 기어부(130)에 의하면, 동력전달축(113b)이 제2회전링 커버(112b)의 중심부에 형성된 회전링 관통공(112b') 및 제2하우징 커버(111b)의 중심부에 형성된 제2하우징 관통공(111b')을 순차적으로 통과하여 모터 하우징(111)의 외측으로 돌출된 다음 주동 평기어(131)에 맞물기게 된다.

따라서, 주동 평기어(131)는 동력전달축(113b)에 의해 제2방향으로 회전하고, 그에 따라 상기 주동 평기어(131)에 맞물린 종동 평기어(132)는 제1방향으로 회전하여, 당해 종동 평기어(132)의 회전 방향이 위에서 설명한 회전링(112) 및 제1구동축(120)과 같은 방향(즉, 제1방향)으로 된다.

즉, 주동 평기어(131) 및 종동 평기어(132)에 의해 제2방향으로 회전하는 동력전달축(113b)의 동력이 제1방향으로 회전하도록 변경되고, 이처럼 방향이 변경된 동력이 후술할 제2구동축(150)에 전달될 수 있게 한다.

단, 이상에서는 회전방향을 변경하는 수단으로써 주동 평기어(131) 및 종동 평기어(132)를 사용한 것을 일 예로 들었으나, 본 발명은 이에 한정하지 아니하고, 헬리컬 기어 등 회전방향을 바꿀 수만 있다면 그 외 다양한 기어 역시 사용 가능할 것이다.

제2구동축(150)은 또 다른 차륜(W)을 구동시키는 것으로, 당해 제2구동축(150)의 일단은 기어커버(134)의 중심부로부터 일측으로 편심된 위치에 형성된 커버 관통공(134a)을 통과하여 종동 평기어(132)에 맞물린다. 따라서, 당해 제2구동축(150)은 제1구동축(120)과 같이 제1방향으로 회전된다.

아울러, 제2구동축(150)의 타단은 도 2에서 살펴본 바와 같이 요크(y) 및 유니버셜조인트(u) 등을 통해 차륜(W)에 연결된다.

한편, 본 발명은 회전링(112)과 회전자(113)가 서로 반대 방향으로 회전되도록하는 전자력 발생을 위해 전원공급부(160)를 포함하는데, 전원공급부(160)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 스위치(161)와, 인버터(162, inverter)와, 배터리 보호부(163)와, 배터리(164)와, 태양전지(165) 및 충전 제어부(166) 등을 포함한다.

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그리고, 배터리 보호부(163)는 그 내부에 공지된 바와 같은 과충전 및 과방전 방지회로 등을 구비하고 있으며, 모터부(110)와 배터리(164) 사이에 전기적으로 연결된다.

배터리(164)는 2차 전지로서 상기 배터리 보호부(163)와 전기적으로 연결되어 있으며, 회전링(112)과 회전자(113)에 전자력이 발생하도록 전원을 공급하거나, 혹은 일 예로 전기 자동차가 관성에 의해 주행하는 경우 모터부(110)에서 발생하는 회생전력을 공급받아 충전된다.

특히, 본 발명은 인버터(162)와 모터부(110) 사이에 상기 스위치(161)를 더 구비하고 있어서 회생전력을 통한 배터리(164)의 충전을 단속할 수 있는데, 충전 단속은 차량으로부터 가속장치(accelerator)가 조작되지 않고 있다는 신호가 제어부(166)로 입력되면 제어부(166)는 발전기로 동작하는 모터부(110)가 무부하 상태가 되도록 스위치(161)를 오프(OFF)시키고, 차량으로부터 제동장치(brake)가 조작되고 있다는 신호가 제어부(166)로 입력되면 제어부(166)는 스위치(161)를 온(ON)시켜 배터리(164)가 충전되도록 한다.

즉, 관성 주행시에는 모터부(110)가 발전기로 동작하여 회생전력을 생산하는데, 이때 발생된 회생전력을 소모하는 부하가 있는 경우에는 역기전력에 의해 모터부(110)가 작동을 멈추게 되므로, 이러한 경우에는 부하에 해당하는 배터리(164)를 회로로부터 차단하여 모터부(110)가 무부하 상태가 되도록 하여, 가속장치가 조작되지 않는다는 이유만으로 모터부(110)가 멈추는 일이 없도록 한다.

반면, 운전자가 차량의 제동장치를 조작한 경우에는 차량이 멈추어도 되는 경우인 것이 확실하므로, 이때는 배터리(164)에 회생전력이 충전되도록 하고, 그에 따라 발전기로 동작하는 모터부(110)는 부하가 있는 상태에서 자동으로 동작을 멈추도록 한다.

충전 제어부(166)는 모터부(110)와 배터리 보호부(163) 사이에 설치되어, 상술한 회생전력을 배터리(164)에 충전할지를 결정 및 제어하는 것으로, 배터리(164)의 충전 상태 감시 및 전기자동차의 관성 주행 여부 감시 등의 기능을 포함한다.

태양전지(165)는 에너지를 획득 및 공급하는 부가적인 수단으로서, 수광된 태양 에너지를 전기 에너지로 변환한 다음 배터리 보호부(163)를 통해 배터리(164)에 제공함으로써, 배터리(164)의 충전 상태를 보장한다.

이상과 같이, 종래에는 모터(미도시)의 브러쉬(미도시)와 정류자(미도시)가 기계적으로 접촉되어 있어서 회생전력의 대부분을 마찰열로 소비하였음에 비해, 본 발명은 모터부(110)의 모터 하우징(111)과 회전링(112)이 기계적으로 접촉되어 있지 않고, 권선과 영구자석 간의 전자기 유도 방식으로 회생 전력을 발생시키므로, 효율적인 에너지의 생산을 가능하게 하고, 그와 같이 생산된 에너지를 배터리(164)에 충전시킬 수 있게 한다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

110: 모터부 111: 모터 하우징
111a, 111b: 모터 하우징 커버 112: 회전링
112a, 112b: 회전링 커버 113: 회전자
120: 제1구동축 150: 제2구동축
130: 기어부 131: 주동 평기어
132: 종동 평기어 133: 기어박스
134: 기어커버 160: 전원공급부

Claims (7)

1. 원통 형상으로 이루어진 모터 하우징과, 원통 형상으로 이루어져 있으며 상기 모터 하우징 내부에서 제1방향으로 회전하도록 설치된 회전링, 및 상기 회전링의 내부에서 회전링의 회전 방향과 반대 방향인 제2방향으로 회전하도록 설치된 정류자와 상기 정류자의 일단에 결합된 동력전달축을 구비한 회전자를 포함하고, 상기 회전링과 회전자는 전자력에 의해 각각 독립적으로 회전하며, 서로 상반된 극성의 작용으로 서로 반대 방향으로 회전하는 모터부와;
   상기 회전링의 일단에 결합되어 회전링과 동일한 제1방향으로 함께 회전되는 제1구동축과;
   상기 제1구동축의 반대측에 구비되고, 상기 회전자의 동력전달축에 연결되어, 상기 동력전달축으로부터 동력을 전달받아 회전되는 제2구동축; 및
   상기 동력전달축과 제2구동축 사이에 설치되어, 상기 동력전달축으로부터 제공된 제2방향의 회전 동력을 제1방향으로 바꾸어 상기 제2구동축으로 전달하는 기어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 분할식 구동장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1구동축이 결합되는 회전링의 일단에는 제1회전링 커버가 결합되고, 그 반대방향인 상기 회전링의 타단에는 제2회전링 커버가 결합되되, 상기 제1구동축은 상기 제1회전링 커버의 외측면 중심부에 고정 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 동력 분할식 구동장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 기어부는,
   상기 동력전달축에 맞물려 상기 제2방향으로 회전되는 주동 평기어(spur gear)와, 상기 주동 평기어에 맞물려 상기 제1방향으로 회전되는 종동 평기어 및 상기 주동 평기어와 종동 평기어를 보호하는 기어박스를 포함하되, 상기 제2구동축은 상기 종동 평기어에 맞물려 상기 제1방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 동력 분할식 구동장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 전자력에 의해 상기 회전링과 회전자가 서로 반대 방향으로 회전될 수 있도록,
   상기 모터 하우징의 내주면에는 전원이 공급되는 권선 또는 영구자석이 구비되어 있고,
   상기 정류자의 외주면에는 전원이 공급되는 권선 또는 영구자석이 구비되어 있으며,
   상기 회전링의 외주면에는 상기 모터 하우징에 구비된 권선 또는 영구자석과 함께 전자력선을 발생시키는 권선 또는 영구자석이 구비됨과 동시에, 상기 회전링의 내주면에는 상기 정류자에 구비된 권선 또는 영구자석과 함께 전자력선을 발생시키는 권선 또는 영구자석이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 동력 분할식 구동장치.
5. 삭제
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 모터부에 전원을 공급하는 전원공급부는,
   재충전이 가능한 배터리와, 상기 배터리로부터 공급된 전원을 변환하여 상기 모터부에 인가하는 인버터와, 상기 인버터와 모터부 사이에 설치되어 상기 전원 공급을 단속하는 스위치 및 전원 공급의 전반적인 제어를 담당하는 제어부(MCU: Micro Control Unit)를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 분할식 구동장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1구동축 및 제2구동축은 차량의 차륜에 연결된 차륜 구동용 구동축이며, 상기 차량이 관성에 의해 주행하는 경우에는 상기 모터부가 발전기로 동작하여 상기 배터리가 충전되되,
   상기 차량으로부터 가속장치(accelerator)가 조작되지 않고 있다는 신호가 상기 제어부로 입력되면 상기 제어부는 상기 발전기로 동작하는 모터부가 무부하 상태가 되도록 상기 스위치를 오프(OFF)시키고, 상기 차량으로부터 제동장치(brake)가 조작되고 있다는 신호가 상기 제어부로 입력되면 상기 제어부는 상기 스위치를 온(ON)시켜 상기 배터리가 충전되도록 구성된 것을 특징으로 하는 동력 분할식 구동장치.

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